1.4.2 .Những tồn tại liên quan đến vấn đề nghiên cứu
2.2. HƢƠN HN HIN CỨ
2.2.1. hƣơng pháp chuẩn hóa dữ iệu không gian
Dữ liệu không gian được sử dụng chủ yếu trong phân vùng. N liên quan đến đặc tính của dữ liệu bản đồ (bản đố số và bản đồ giấy) và nguồn dữ liệu viễn thám và GIS. Đặc tính cơ bản của dữ liệu không gian là luôn thể hiện: Đa độ phân giải (các lớp thông tin thực hiện ở tỷ lệ, quy mô khác nhau; Đa định dạng format (mỗi cơ quan, lĩnh vực sử dụng các loại phần mềm chuyên dụng khác nhau); Đa nguồn dữ liệu (liên quan đến nhiều lĩnh vực),…Các loại dữ liệu thu thập luôn lệch và biến dạng về mặt không gian, hình học do các nguyên nhân: Sai khác về sử dụng múi chiếu, sai khác về kinh tuyến trục, lệch do tỷ lệ và mức độ chi tiết khác nhau. Do đ , việc chuẩn hóa dữ liệu đầu vào đ ng vai trò quan trọng liên quan đến việc xử lý và tạo ra kết quả sản phẩm đầu ra.
Tất cả các dữ liệu không gian đầu vào trước khi tiến hành xử lý, được chuẩn h a theo các công đoạn sau:
a)Chuẩn hóa hệ tọ độ: bao gồm chuẩn hóa về hệ quy chiếu ; chuẩn hóa về kinh tuyến trục
+ Chuẩn hóa về hệ quy chiếu:
Chuẩn h a hệ quy chiếu là yêu cầu bắt buộc đối với loại dữ liệu không gian phục vụ trong phân vùng. Việc chuẩn h a được áp dụng theo quy chuẩn quốc gia cho các loại dữ liệu có hệ quy chiếu quốc tế (WGS84) chuyển sang hệ tọa độ VN2000
(Theo quyết đ nh 05/2007/QĐ-BTNMT) với 7 tham số dịch chuyển bao gồm:
- Ba thamsố dịchchuyển gốc tọa độx0 -191,90441429m;y0 -39,30318279 m;z0-111,45032835m;
- Ba tham số góc xoay trục tọa độ0 -0,00928836”;0 0,01975479”;0 - 0,00427372”;
- Một tham số tỷ lệ chiều dàik = 1,000000252906278.
quá trình tổng hợp dữ liệu hiện trạng sử dụng đất thu thập từ các tỉnh. Do bản đồ địa chính chú trọng đến bảo toàn diện tích của phép chiếu, nên kinh tuyến trục của các địa phương (các tỉnh) được áp dụng theo thông tư 25/2014/TT-BTNMT. Các bản đồ này cần thiết phải được chuẩn hóa về múi chiếu chung của toàn vùng: Kinh tuyến trục 106000’00’’, m i chiếu 60
b) Chuẩn hóa về định dạng: Tất cả các dữ liệu được chuyển về các định dạng của phần mềm ArcGIS.
c) Chuẩn hóa về độ phân giải: Các dữ liệu sau khi xử lý chuẩn hóa về độ phân
giải không gian 90m
d) Chuẩn hóa về hình học: Các dữ liệu được lấy bản đồ nền địa hình quốc gia làm hệ tọa độ chuẩn để hiệu chỉnh về mặt hình học và ranh giới vùng nghiên cứu.
2.2.2. hƣơng pháp phân vùng
2.2.2.1. Phương pháp thực hiện phân vùng sinh thái nuôi trồng thủy sảntrong điều kiện tác động iến đổi khí hậu
PVST NTTS trước hết cần phải xem xét về cấu trúc không gian, tại không gian của vùng nghiên cứu khác nhau, các yếu tố tự nhiên nội và ngoại vi được lựa chọn sẽ khác nhau. Tại vùng nghiên cứu, vùng nội đồng và vùng biển và bãi triều được xem xét, đánh giá riêng biệt.
Phương pháp phân vùng sinh thái NTTS nội đồng + Phương pháp chung
Dựa vào cách tiếp cận tổng thể (hình 2.1), phương pháp PVST NTTS nội đồng được giới thiệu cụ thể ở hình 2.2. Hình 2.2 mô tả phương pháp PVST NTTS vùng nội địa, trong đ các yếu tố tự nhiên ngoại vi và các yếu tố do BĐKH gây ra tác động vào hệ thống gồm các yếu tố nội vi tạo ra biến động nguồn nước theo không gian và thời gian , . Dựa vào các đặc tính sinh thái của nguồn nước, kết hợp với đặc tính của NTTS làm cơ sở xây dựng tiêu chí phân vùng (cấp toàn vùng). Kết quả tạo ra phân vùng cấp 1 – cấp cơ sở và cấp 2- định hướng theo mục tiêu (là chi tiết hoá của cấp 1).
Yêu tố thủy trều, lượng mưa, nước biển dâng1 Tác động vào HỆ THỐN Các yếu tố nội sinh: - Lượng mưa toàn lưu vực -Địa hình -Thủy, hải v n -Thủy triều -Sử dụng đất 2
Các yếu tố bên trong hệ thống bị tác động Biến động nguồn Tạo ra nước theo không gian
và thời gian 3
Biến động các vùng sinh thái hiện tại,
2030, 2050 4 Sản xuất Tiêu chí xác định NTTS vùng thích hợp NTTS 5 8 Phân vùng cấp 1 và 2 Tiêu chí phân Phân vùng sinh
thái NTTS hiện vùng tại, 2030,2050 6 7 Phân vùng cấp 3 Phân vùng sinh thái NTTS hiện tại, 2030,2050 9
Ngu n: Kết quả phân tích và xử lý
H nh 2.2: Phương pháp PVST NTTS nội đồng
Để tiếp tục phân vùng chi tiết cho vùng nghiên cứu, đặc tính của các mô hình sản xuất NTTS thích ứng với BĐKH là cơ sở để xây các tiêu chí , kết hợp
với tạo ra PVST NTTS cấp 3 (cấp chi tiết)
.
Cấu trúc thứ bậc trong phân vùng được mô tả qua hình 2.4, được thực hiện thông qua 3 cấp:
- PVST cấp 1 thể hiện những vùng sinh thái cơ bản (nước mặn, nước lợ, nước ngọt) dựa vào sinh thái nguồn nước.
- PVST cấp 2 chi tiết h a các vùng sinh thái cấp 1. Trong đ các tiêu chí biến động về nguồn nước theo không gian và theo thời gian được cụ thể h a để phân vùng phù hợp cho mục tiêu bố trí các mô hình NTTS thích ứng với BĐKH.
- PVST cấp 3 (phân vùng chi tiết) sử sụng các tiêu chí: mức độ thuận lợi nguồn cấp nước, địa hình, thổ nhưỡng, an ninh, hiện trạng sử dụng đất để xác định những vùng thích hợp cho các mô hình NTTS.
PVST NTTS cũng được thực hiện cho các mốc thời gian 2030 và 2050 bằng cách sử dụng yếu tố lượng mưa và nước biển dâng của kịch bản BĐKH (2030, 2050). Khi số liệu
đầu vào biến đổi sẽ tạo ra kết quả (hình 2.3) biến đổi tương ứng. Trong
đ PVST NTTS cấp1,2 sử dụng các tiêu chí liên quan đến sinh thái nguồn nước; PVST cấp 3 sử dụng các tiêu chí liên quan đến đặc tính của sản xuất NTTS
+ Phương pháp m h nh hoá
một chương trình tính dòng chảy và nồng độ chất hòa tan thích hợp với các vùng đồng bằng của Việt Nam. Mô hình VRSAP được chúng tôi áp dụng trong đề tài cấp nhà nước BĐKH-44 với sự phối hợp các chuyên gia của Trung tâm nghề cá thế giới (WorldFish Center) và Viện khoa học thủy lợi Miền nam.Kết quả sản phẩm đã được đánh giá, kiểm nghiệm và hiệu chỉnh mô hình tại 23 trạm đo nước tại vùng ĐBSCL. Phương pháp, cơ sở khoa học được mô tả chi tiết (tham khảo kết quả nghiên cứu c a đề tài KHCN BĐKH-44) [15].
- Dữ liệu phục vụ mô hình xác định sự phân bố độ sâu ngập nước và xâm nhập mặn:
Thu thập số liệu đo tại 3923 nút các n m 1998 (đại diện cho n m c dòng chảy thấp nhất trong chuỗi số liệu; N m 2000 (đại diện cho n m c dòng chảy lớn nhất), 2004 (đại diện cho n m c dòng chảy nhỏ nhất)
Mạng lưới thủy v n của mô hình được xây dựng gồm 5802 đoạn, 3501 nút, 2639 ô đồng ruộng mô phỏng toàn bộ châu thổ sông Mekong từ Kratie ra biển bao gồm hệ thống dòng chính, Biển Hồ và Tonle Sap, tất cả các kênh chính, kênh cấp I và nhiều kênh cấp II quan trọng. Tổng diện tích các vùng chịu ảnh hưởng của lũ, triều mô phỏng trong mô hình lên đến 6.2 triệu ha, tổng chiều dài mạng lưới sông kênh lên đến 11.000 km.
Biên thượng lưu tại Kratie (Cam Pu Chia); biên hạ lưu sử dụng biên mực nước tại 8 trạm của khu vực hạ lưu vùng ĐBSCL.
Kịch bản lượng mưa nội vùng và nước biển dâng: Kịch bản quốc gia B2 – kịch bản phát thải trung bình.
Kịch bản lượng mưa toàn lưu vực sông Mê Kông: Kịch bản phát thải trung bình của IPCC cho khu vực.
Mô hình VRSAP mô phỏng dòng chảy một chiều trên mạng lưới sông kênh, mà các điểm giao hội không nơi nào quá 8 nhánh, trong đ c các công trình như mố trụ cầu, đập tràn, cống các loại c các điểm nhận dòng chảy bên, và dòng chảy đến hoặc đi ở đầu các sông, kênh.
- Dữ liệu kịch bản nền (độ sâu ngập lũ và xâm nhập mặn) 1998, 2000, 2004 đại diện cho mô hình ở hiện tại với 3 n m dòng chảy thấp, trung bình và cao.
- Dữ liệu kịch bản 2030, 2050 cho 3 kịch bản nền n i trên. + Phương pháp vi n thám
Phương pháp Viễn thám luôn kết hợp chặt chẽ với khảo sát thực địa và phân tích trong phòng để xây dựng các nội dung chuyên môn phục vụ nghiên cứu. Sản phẩm đầu ra của Viễn thám là dữ liệu thông tin không gian để làm dữ liệu đầu vào cho quá trình phân tích của hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Trong nghiên cứu này, phương pháp phân tích viễn thám sử dụng ảnh vệ tinh (ảnh Landsat) để xác định hiện trạng mặt nước NTTS; kết hợp với điều tra thực địa và bản đồ hiện trạng sử dụng đất (thu thập từ sở Tài nguyên và Môi trường của 13 tỉnh) để cập nhật thông tin cho bản đồ hiện trạng NTTS và kiểm chứng kết quả giải đoán ảnh vệ tinh.
Thu thập ảnh vệ vinh: Cảnh ảnh 1: Chụp ngày 14/1/2014; Cảnh ảnh 2: Chụp ngày 19/1/2014; Cảnh ảnh 3: Chụp ngày 30/1/2014; Cảnh ảnh 4: Chụp ngày 08/2/2014; Cảnh ảnh 5: Chụp ngày 17/2/2014.
- Xây dựng bản đ hiện trạng NTTS: Bản đồ hiện trạng NTTS được xây dựng dựa trên sự kết hợp bản đồ hiện trạng sử dụng đất n m 2010 thu thập từ các sở Tài nguyên và Môi trường của 13 tỉnh ĐBSCL ở tỷ lệ 1/25.000. Các bản đồ được chuẩn hóa về hệ tọa độ VN2000 kết hợp với điều tra khảo sát tại địa phương và hỗ trợ của ảnh vệ tinh Landsat 8.
Giải đoán ảnh vệ tinh để xác định những vùng có mặt nước NTTS; kết hợp với bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1/25.000được thu thập ở địa phương các tỉnh.
Làm việc, phối hợp khảo sát thực địa với các cán bộ thuộc lĩnh vực nông nghiệp của các huyện để xác định các đối tượng và hình thức NTTS. (Kết quả chi tiết phụ lục 3).
+ Phương pháp hảo sát thực đ a
Các phương pháp nghiên cứu thực địa nhằm so sánh, đối chiếu các khu vực khác nhau; kiểm định và khẳng định những kết quả đạt được từ quá trình phân tích hay tính
toán; thu thập bổ sung các số liệu, tài liệu thực tế tại các khu vực nghiên cứu điển hình. Phương pháp khảo sát thực địa phục vụ cho việc cập nhật, bổ sung thông tin cho các kết quả đầu vào làm nền tảng cho quá trình phân tích và chi tiết hóa.
- Khảo sát bổ sung thông tin và giải đoán ảnh vệ tinh xây dựng bản đồ hiện trạng NTTS: Đợt khảo sát được thực hiện từ tháng 5- tháng 8 n m 2014 do nh m thực hiện đề tài cấp Nhà nước BĐKH 44 tại 13 tỉnh ĐBSCL. Đợt khảo sát thực hiện phụ vụ 2 nội dung: (i) Xây dựng bản đổ hiện trạng NTTS và (ii) Khảo sát các hình thức nuôi của các tỉnh ven biển.
+ Phương pháp chuyên gia
Phương pháp chuyên gia sử dụng ý kiến của các chuyên gia thông qua hội thảo để xác định các tiêu chí phân vùng cho từng cấp và trọng số của các yếu tố trong PVST. Trong nghiên cứu, các kết quả của trọng số được kế thừa đề tài BĐKH-44
+ Phương pháp tích hợp các lớp thông tin không gian
- Xây dựng các tiêu chí: Tiêu chí phân vùng được tham vấn các chuyên gia trong lĩnh vực NTTS. Dựa vào đặc điểm của từng tiêu chí, nghiên cứu tiến hành xây dựng các bản đồ tương ứng với các tiêu chí.
Các lớp thông tin trung gian được xây dực dựa vào việc ứng dụng phân tích GIS như: Phương pháp tính tần xuất, phương pháp phân cấp chỉ tiêu của các tiêu chí, phương pháp nội suy, phương pháp phân tích khoảng cách.
-Phương pháp trọng số các tiêu chí (áp dụng đối với phân vùng cấp 3): Xác định trọng số là phương pháp xử lý các lớp thông tin không gian bằng các phép toán đại số thường được áp dụng để tích hợp thông tin và chồng ghép các lớp bản đồ có trọng số.
Trọng số của các tiêu chí là việc so sánh xác định mức độ quan trọng (định lượng bằng số) của các tiêu chí đối với đối tượng đánh giá. Tổng trọng số của các thành phần luôn là 1 hoặc 100 tùy người đánh giá. Thông thường trọng số được xác định bằng các ý kiến đánh giá của các chuyên gia thông qua việc so sánh theo từng cặp tiêu thí, sau đ được tổng hợp và giải ma trận so sánh bằng phương pháp AHP [77]. Dựa trên các trọng số được xác định đối với mỗi tiêu chí, phép toán xử lý không gian bằng phương pháp đại số được áp dụng để tổng hợp kết quả.
Việc xử lý được thực hiện qua 2 bước:
Bước 1: Tích hợp các lớp thông tin
- Sử dụng thang điểm (1-4) của các chỉ tiêu thích hợp của từng tiêu chí để chuyển đổi dữ liệu sang giá trị 1-4 trong cơ sở dữ liệu vector của GIS, sau đ tiến hành chuyển đổi sang dữ liệu raster với giá trị pixel tương ứng (1-4).
Sử dụng công thức để xác định điểm số cho bản đồ đánh giá thích hợp trên từng pixel: S= ∑Wi * Xi
Trong đ : Si là Chỉ số thích hợp.; Wi là trọng số toàn cục của tiêu chuẩn i. Xi: Là giá trị (điểm) của tiêu chuẩn i
Kết quả xử lý các phép toán qua công thức trên luôn tạo ra bản đồ có các giá trị nằm trong khoảng từ Min-Max (ở đây là 1-4), do vậy kết quả cần phải được phân loại theo các cấp thích hợp tương ứng.
b Phương pháp phân vùng sinh thái biển và bãi triểu
+ Phương pháp chung
Vùng biển và bãi triều chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố biển và thủy triều liên quan đến các hoạt động sản xuất và khai thác thủy sản.Hình 2.3 mô tả phương pháp thực hiện để phân các tiểu vùng sinh thái NTTS vùng biển và bãi triều. Trong đ PVST NTTS cấp 1, các tiêu chí dựa hệ thống phân loại của sinh thái đất ngập nước; PVST NTTS cấp 2 các tiêu chí xây dựng dựa vào đặc điểm của các hình thức NTTS biển và bãi triều
Sinh thái Biển và bãi triều Hệ thống tiêu chí Cấp 1 Sinh thái biển <- 6m Sinh thái đất ngập triều thường xuyên Sinh thái bãi triểu Hệ thống tiêu chí Phân vùng thích hợp
Sinh thái biến khai thác thúy sản Vùng thích nghi
NTTS biển
Khai thác ts Khai thác bãi triều
Vùng thích nghi NTTS bãi triều Lồng ghép kịch bản nước biển dâng 2030, 2050 Vùng Sinh thái thích hợp cho NTTS hiện tại, 2030, 2050
Ngu n: Kết quả phân tích và xử lý
+ Phương pháp ết hợp phân tích th y triều và đ a h nh đáy iển
Phương pháp phân tích thủy triều được áp dụng dựa vào số liệu các trạm đo thu thập của vùng ĐBSCL, toàn bộ diễn biến thủy triều được mô phỏng kết hợp với mô hình số độ cao, kịch bản nước biển dâng để tính toán và chi tiết hóa diện tích ngập cho toàn vùng.
- Vẽ đồ thị diễn biến triều được thể hiện liên tục theo thời gian của một tháng cho phép xác định được các giá trị chân triều, đỉnh triều và biên độ triều của 2 vùng biển (biển đông và biển tây) so với cao độ lục địa để làm cơ sở xác định những vùng có khả n ng phát triển NTTS vùng bãi bồi và nuôi biển.
- Phân tích địa hình đáy biển để tìm ra sự đồng nhất giữa cao trình của mặt bãi với khoảng thủy triều tốt nhất trong diễn biến triều. Thông qua ứng dụng của GIS tạo bề mặt đáy biển để xác định những vị trí đáp ứng về độ sâu cho nuôi biển và giúp cho việc xác định trên bản đồ những khu vực phù hợp cho phát triển nuôi lồng bè trên biển và nhuyễn thể. Để tạo bề mặt địa hình, công cụ nội suy nghịch đảo khoảng cách- inverse distance weighted (IDW) của phần mềm ArcGIS để xây dựng bản đồ bề mặt đáy biển cho toàn khu. Kết quả của nội suy là sản phẩm dữ liệu dưới dạng Raster với các pixel giá trị là độ sâu của toàn khu vực.
Nhu cầu phơi bãi trong ngày đối với nuôi nhuyễn thể do 2 yếu tố quyết định (biên độ triều và địa hình đáy biển) dựa vào các yếu tố này, vùng thích hợp cho